O Aproveitamento Integral do Pescado (AIP) é, cada vez mais, uma necessidade. Hoje menos da metade de todo o volume de pescado produzido gera valor para a cadeia produtiva, o que se traduz em um enorme ônus ecológico e econômico. Os organismos aquáticos são conhecidos como importantes fontes de moléculas, principalmente pela alta capacidade de interagir com o ambiente aquático e de incorporar ou bioacumular micronutrientes, fato que aliado a alta diversidade de organismos comerciais, faz desse material, hoje descartado, uma riquíssima fonte de moléculas bioativas de importância para uma ampla teia de segmentos industriais (Figura 1).
Diante dessas constatações cabem alguns questionamentos: por que a aquicultura e a pesca atendem apenas a demanda da indústria de alimentos? Por que o “resíduo” do processamento do pescado ainda não é utilizado como matéria prima ou insumo para outros seguimentos de maior valor agregado? São perguntas que nos últimos 15 anos martelam as mentes, tanto dos pesquisadores do Grupo de Bioquímica de Organismos Aquáticos da UFPE, como de outros pesquisadores nacionais e internacionais que se debruçam sobre esse tema. Nesse sentido, um amplo portfólio de estudos e bioprocessos têm sido sugeridos e discutidos na literatura nacional e internacional. Esse artigo apresenta a situação atual do AIP e mostra algumas das ações multidisciplinares vinculadas e/ou desenvolvidas no âmbito do Departamento de Bioquímica da Universidade Federal de Pernambuco em colaboração com outras instituições nacionais.
Por:
Ranilson de Souza Bezerra, PhD
ransoube@uol.com.br
Universidade Federal de Pernambuco
 
Por:
Augusto Cézar Vasconcelos de Freitas Jr., PhD
guto_vasconcelos@yahoo.com.br
Universidade Federal do Piauí
 
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O segmento do pescado ontem, hoje e amanhã
Até meados da década de 70, praticamente todo o pescado era comercializado fresco e inteiro. As residências das famílias eram espaçosas e muitas tinham áreas específicas para o processamento de carnes (peixes, aves, bovino, caprinos, etc.). Mas essa realidade mudou, não apenas pelas mudanças nos hábitos alimentares da sociedade, mas também pela redução do tamanho das residências, inviabilizando o processamento das carnes nos apartamentos. Não é difícil imaginar o transtorno que é para se processar um peixe de 5kg em uma cozinha “moderna”, ou mesmo descabeçar 5kg de camarão. Como resultado, assistimos ao longo dos últimos anos, a uma crescente demanda pelo pescado processado, uma realidade que já é captada há mais tempo por outros segmentos de carnes, como os de bovinos e aves, que apresentam ao público consumidor um portfólio bem mais variado de cortes e produtos.
É muito comum ouvirmos que “do boi só não se aproveita o berro”. Essa expressão ilustra muito bem a enorme capacidade desenvolvida por esse segmento, que além de atender a demanda pelos diversos cortes de carne, supre com insumos e matérias primas diversas indústrias, como a de cosméticos, farmacêutica, movelaria, construção civil, moda, calçadista, instrumentos musicais, entre outras. Esta realidade, entretanto, ainda está muito distante da que temos no setor pesqueiro, que tem o seu foco voltado principalmente para o filé, um produto que representa cerca de 30 a 40% do produto fresco. Portanto, aproximadamente 60 a 70% do pescado é descartado, gerando sérios problemas para os setores aquícola e pesqueiro.
Já que a parte comercializável do pescado é de apenas 30 a 40% em peso do produto fresco, para que a indústria processadora obtenha lucro, a primeira iniciativa é a redução da remuneração dos produtores de pescado seguido da elevação do preço ofertado ao consumidor. À parte disso, podemos observar também um alto ônus econômico e ambiental decorrente dos descartes desses resíduos que, comprovadamente, podem se tornar matéria prima para a produção de insumos e produtos para outros segmentos industriais, inclusive os de maior valor agregado (Figura 2).
Não existem mais dúvidas de que o AIP, principalmente com o grande volume de subprodutos que hoje são negligenciados, subaproveitados ou descartados no ambiente, é determinante para que os setores aquícola e pesqueiro se tornem mais sustentáveis e equilibrados. O tripé pesquisa-órgãos de fomento-capital privado representa um importante suporte para alavancar o segmento do pescado ao status de fornecedor dos seguimentos de maior valor agregado. Por outro lado, o vislumbrar deste amplo e novo horizonte representa a base para manter em pé o tripé produtor-processador-consumidor, gerando um fortalecimento da cadeia produtiva como um todo. Entretanto, trata-se de um modelo tão tênue, que basta a ausência ou rompimento de qualquer um dos pilares de sustentação para que todo esse sistema perca o equilíbrio (Figura 3).
 
 Figura 2. A cadeia do pescado e a relação entre valor agregado e potenciais produtos comerciais gerados  Figura 3. Principais bases e tripés do AIP e de um setor pesqueiro forte e equilibrado
Referências internacionais que influenciaram a criação do grupo Bioquímica de Organismos Aquáticos
Podemos destacar dois grupos dentre os pioneiros no estudo de moléculas bioatívas de organismos aquáticos: o liderado pelo professor Norman Haard (USA) e outro liderado pela professora Zulema De-Coppes (Uruguai). Na década de 90 esses grupos focavam seus estudos na purificação e caracterização de proteases (enzimas que quebram ligações peptídicas entre os aminoácidos das proteínas), nas vísceras dos peixes.
Os estudos com bioprocessos envolvendo enzimas de peixes serviram de base para a maioria dos pesquisadores que desenvolveram o tema do aproveitamento de resíduos do processamento de pescado. Inclusive, o professor Haard foi por diversos anos o Editor Chefe do periódico internacional Journal of Food Biochemistry, considerado até hoje um importante fórum na discussão das diferentes moléculas bioatívas de organismos aquáticos e suas aplicabilidades. Esses pioneiros serviram de inspiração para diversos outros grupos internacionais como os liderados pelos professores Benjamin Simpson (Canadá), Soottawat Benjakul e Sappasith Klomklao (Tailândia) e Hideki Kishimura (Japão).
Com a criação destes grupos de pesquisa, se destacaram os estudos utilizando os seguintes grupos de moléculas bioativas: proteínas e peptídeos do músculo de peixes e outros organismos aquáticos; biopolímeros (gelatina, colágeno, quitina e quitosana) derivados da pele, escamas, ossos, nadadeiras e carapaças de organismos aquáticos; antioxidantes e biopigmentos (carotenóides); hidrolisados proteicos; lipídeos funcionais (ômegas), entre outras.
Referências nacionais que contribuem para o AIP
No Brasil o estudo de moléculas bioativas de organismos aquáticos ganhou relevância na década de 90, a partir dos estudos com heparinóides (polissacarídeos sulfatados com ação anticoagulante semelhante a heparina) de camarões e polissacarídeos de algas, coordenados pelos professores Carl Peter von Dietrich e Helena Bonciani Nader, ambos da Escola Paulista de Medicina – UNIFESP. Eles influenciaram pesquisadores do Departamento de Bioquímica da UFRN, onde hoje podemos encontrar importantes estudos, principalmente sobre polissacarídeos de algas, moluscos e crustáceos, liderados pelo professor Hugo Alexandre de Oliveira Rocha. Ainda no Rio Grande do Norte, na Escola Agrícola de Jundiaí – UFRN, merece destaque também o trabalho do professor Dárlio Inácio Alves Teixeira com o cultivo de macroalgas, extração de moléculas e suas aplicações.
 
No Ceará destacam-se os estudos com proteínas de organismos aquáticos realizados pela UFC. Mais recentemente, os estudos coordenados pelo professor Bartolomeu Warlene Silva de Souza envolvendo a conservação de filés de pescado através de seu revestimento por polissacarídeos e biopolímeros, merecem destaque. Na UFRG também se destaca o trabalho do professor Carlos Prentice Hernandéz que desenvolve produtos na área de tecnologia de alimentos utilizando biopolímeros extraídos de peixes e camarões.
Em resumo, estes pesquisadores, que tem formado junto a nós um núcleo de pesquisa nacional neste tema, têm desenvolvido e publicado artigos referentes a produtos e processos de obtenção e aplicação destas biomoléculas, onde observaram, para algumas espécies, que essas moléculas promoviam atividade antioxidante, anticoagulante, antiproliferativa (antitumoral), antibiótica (polissacarídeos sulfatados, peptídeos, proteínas, biopigmentos). Com algumas delas (colágeno, gelatina e quitosana) foi possível desenvolver filmes e embalagens comestíveis e/ou biodegradáveis para conservação desde frutas a filé de pescado. Com outras observaram a possibilidade de sua utilização na produção de cosméticos e nutracêuticos (antioxidantes, colágeno, gelatina, polissacarídeos).
Com relação aos trabalhos no Estado de Pernambuco, o grupo Bioquímica de Organismos Aquáticos da UFPE representa uma referência. Este grupo vem desenvolvendo trabalhos relacionados ao tema desde 1994, quando no Departamento de Bioquímica da UFPE foram iniciados os trabalhos visando o aproveitamento integral do pescado (AIP) a partir de uma dissertação de mestrado que abordava proteases das vísceras de tilápia. Com o passar do tempo, os trabalhos evoluíram, inclusive para o nível de doutorado, envolvendo também espécies nativas como o tambaqui. Hoje o Grupo é liderado pelos professores Ranilson de Souza Bezerra e Luiz Bezerra de Carvalho Jr.. Ao longo dos últimos anos muitos professores e alunos se incorporaram ao grupo, o que fez as linhas de pesquisas se diversificarem para além das proteases de peixe, passando a abranger estudos com: colágeno, gelatina, carotenoides, quitosana, hidrolisado proteico, acetilcolinesterase, amilases, lípases, polissacarídeos sulfatados, etc.
As muitas atividades do Grupo resultaram na criação do Laboratório de Enzimologia Prof. Luiz Accioly (LABENZ), que conta com o suporte financeiro de vários órgãos de fomento como a PETROBRAS, FINEP, CNPQ, MPA, FACEPE, EMBRAPA, entre outros. O LABENZ participa também da Rede de Pesquisas em Carcinicultura do Nordeste e Nacional (RECARCINE e RECARCINA), AQUABRASIL e Ciências do Mar. Mantém intercâmbio com o Gatty Marine Laboratory da Universidade de Saint Andrews, Escócia, e universidades e instituições nacionais, como: UFRPE, UNIFESP, USP, UFRN, UFC, IPA, UFBA e EMBRAPA. O principal legado gerado no período foram cerca de 50 teses e dissertações defendidas sobre o tema, o que gerou quatro patentes e cerca de 50 artigos científicos publicados em revistas de impacto internacional e um amplo portfólio de processos de extração e ou obtenção de moléculas bioatívas de diversos organismos aquáticos e suas aplicações.
 
Potenciais aplicações de bioprocessos e moléculas bioativas do resíduo de processamento do pescado
Uma das questões mais relevantes diz respeito à viabilidade técnica e econômica dos processos já desenvolvidos. A viabilidade econômica, no entanto, depende muito da demanda por uma determinada biomolécula, do tipo de aplicação industrial da mesma, da produção permanente de matéria prima (espécie de pescado da qual é extraída) e do custo de produção da biomolécula. Para algumas biomoléculas, como a gelatina e a quitosana, já existe viabilidade técnica e econômica para sua produção a partir de espécies que apresentam uma produção contínua, como a tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus) e o camarão do Pacífico (Litopenaeus vannamei).
Para analisarmos mais a fundo o potencial econômico dos subprodutos do processamento de pescado, é preciso levar em consideração algumas peculiaridades relacionadas à origem do pescado a ser processado. Ao redor do mundo, a indústria trabalha com muitas espécies, que apresentam diferenças fisiológicas e metabólicas entre si, um reflexo das diferentes condições a que estão expostas em seus habitats naturais. Este fator possibilita a obtenção de biomoléculas de uma mesma classe, com a mesma função, mas com características físico-químicas diferentes e, consequentemente, diferentes potenciais para aplicações biotecnológicas.
Como exemplo, temos moléculas encontradas em animais de clima frio que possuem aplicações em processos industriais que necessitam de baixas temperaturas, pois são adaptadas a estas condições, mas que não podem ser utilizadas em processos que envolvam temperaturas mais elevadas. A recíproca é verdadeira para as nossas espécies nativas, que vivem em clima tropical. Da mesma forma, existem diferenças na produção de classes de enzimas digestórias de acordo com o hábito alimentar destes organismos, e também com relação aos ingredientes que lhes estão sendo ofertados na dieta. Portanto, podemos afirmar que para cada espécie haverá um aproveitamento diferenciado dos subprodutos de seu processamento.
Dentro deste contexto, a academia vem contribuindo de forma efetiva para tornar tecnicamente viável a extração dessas biomoléculas e determinar o potencial econômico dos subprodutos de cada espécie atualmente produzida. Isso tudo promove um diferencial para o mercado dessas biomoléculas, agregando assim um maior valor quando comparadas com as que são atualmente utilizadas pelas indústrias, que são obtidas a partir de microrganismos ou de resíduos do processamento de mamíferos.
 
Potencial de biomoléculas estudadas pelo grupo Bioquímica de Organismos Aquáticos da UFPE
 A Figura 4 apresenta algumas biomoléculas, bioprodutos e potencial de aplicação na indústria, obtidos através de estudos desenvolvidos pelos pesquisadores do Laboratório de Enzimologia da UFPE em parceria com outros grupos nacionais de pesquisa.
No que diz respeito, ao colágeno/gelatina utilizados atualmente nas indústrias, a maior parte é obtida a partir da pele de suíno e raspas de couro bovino. Contudo, por questões religiosas, culturais e sanitárias existem algumas restrições ao uso de colágeno suíno, e de mamíferos em geral, devido à rejeição por parte dos consumidores finais e ao temor da transmissão de zoonoses como a encefalopatia espongiforme bovina (doença da vaca louca). Por outro lado, a única fonte para essa biomolécula é animal, visto que microrganismos não conseguem sintetizá-lo, e este fato gera uma demanda permanente e crescente por fontes alternativas aos mamíferos. Estes fatos colocam a indústria do pescado em enorme vantagem já que possui uma produção de milhares de toneladas de resíduos como pele, ossos, escamas e nadadeiras que podem ser utilizados para a produção destas biomoléculas, suprindo esta enorme demanda gerada a cada dia pelo mercado consumidor.
Vários estudos têm demonstrado que as gelatinas obtidas a partir de peixes apresentam propriedades físico-químicas diferentes (baixo ponto de gelificação e fusão, e menor força de gel), que variam conforme a espécie, quando comparadas com gelatinas obtidas a partir de mamíferos (suínos e bovinos). Essas propriedades direcionam a aplicação deste produto em processos onde essas características são apreciadas, como nas indústrias de alimentos, bebidas e de cosméticos, e que possuem um grande mercado consumidor. Além destas aplicações, nosso grupo tem obtido resultados interessantes no preparo de adesivos a base de gelatina visando sua aplicação em diversos segmentos, incluindo a construção civil.
A produção de gelatina tipo A (obtida em processo ácido) de peixe a partir de subprodutos do processamento vem sendo realizada recentemente em larga escala por indústrias sediadas nos dois grandes mercados consumidores e exportadores de pescado no mundo (Europa e Ásia). Tendo em vista o mercado consumidor e o surgimento de várias indústrias investindo nesta biomolécula, concluímos que em curto prazo a obtenção de gelatina a partir de subprodutos da indústria pesqueira é uma proposta viável. Além disso, o fato de já existirem plantas industriais capazes de realizá-la no Brasil e em vários países reforça esta afirmação.
Outras biomoléculas como as enzimas digestórias termoestáveis de peixes tropicais vêm, há bastante tempo, sendo objeto de pesquisa do Laboratório de Enzimologia da UFPE, e os resultados encontrados são bem promissores. Identificamos e purificamos proteases alcalinas, como a tripsina do tambaqui (Colossoma macropomum), que podem ser utilizadas na indústria de detergentes por apresentarem, além de atividade elevada em temperaturas entre 50 e 60°C, estabilidade na presença dos componentes utilizados na formulação dos mais modernos detergentes para lavagem de roupas e também de coadjuvantes do processo como os produtos a base de peróxido de hidrogênio (removedores de mancha).
 
Essas características superam as observadas para algumas enzimas que são atualmente utilizadas por essa indústria. Além destas aplicações, algumas enzimas também podem servir como indicadores de contaminação ambiental (enzimas sensíveis a agrotóxicos e elementos traço) e serem utilizadas no desenvolvimento de biosensores, como já publicamos sobre a acetilcolinesterase obtida do cérebro do tambaqui.
Quanto aos produtos de alto valor agregado que podem ser obtidos a partir de cabeças de camarão, nossos estudos têm produzido resultados que têm evidenciado a importância de moléculas como os carotenóides e a quitosana, para a indústria farmacêutica, biomédica e em aplicações voltadas à tecnologia de alimentos. Como exemplo, podemos mencionar trabalhos que publicamos em parceria com o Prof. Rubem Guedes (Departamento de Nutrição da UFPE) que demonstraram a diminuição do efeito provocado pelo etanol no cérebro de ratos tratados com carotenóides.
Atualmente continuamos com os estudos biomédicos com carotenóides e quitosanas, mas também temos obtido resultados interessantes para a aplicação da quitosana como suporte para a imobilização de enzimas (utilizados em bioreatores) e em processos na fabricação de materiais para a construção civil.
Além das aplicações biológicas mais refinadas, também temos desenvolvido estudos que demonstram que as carcaças do processamento de peixes e camarões podem ser utilizadas para a obtenção de hidrolisados proteicos ricos em aminoácidos e gorduras essenciais para suprir as necessidades nutricionais de dietas formuladas para peixes e camarões, diminuindo desta forma a inclusão de farinhas proteicas de alto custo para as fábricas de ração, o que levará a uma diminuição do custo de toda a cadeia produtiva. Além de rações para a aquicultura, temos a possibilidade de suprir com este bioproduto a alta demanda do aquecido mercado pet. Neste mesmo processo de obtenção do hidrolisado proteico de camarão, já descrito em artigo científico publicado por nosso grupo, é possível obter as biomoléculas de maior valor agregado para a indústria farmacêutica (carotenoides antioxidantes, glicosaminoglicanos, quitina e quitosana).
É claro que, os resultados obtidos até o presente momento, não são frutos do trabalho de um único núcleo de pesquisa, mas de um esforço conjunto realizado a partir de uma visão comum que é resolver um dos maiores dilemas da sociedade moderna: “Produção e Sustentabilidade”.
Mercado atual e perspectivas futuras
Apesar do receio que ainda existe no setor privado em realizar parcerias e investir na pesquisa científica, o nosso papel como acadêmicos voltados a esta linha de pesquisa, é tornar a aquicultura e pesca uma atividade sustentável não só do ponto de vista ambiental, mas principalmente econômico, visando os benefícios para a sociedade de um modo geral. Buscamos isso desenvolvendo processos e novas aplicações dessas biomoléculas, que são únicas, promovendo sempre um aumento na sua demanda industrial, e a viabilidade técnica e econômica para sua obtenção. Tudo isto tem levado à valorização da matéria prima que o produtor e a indústria de processamento têm nas mãos, que passa de um subproduto para ser um co-produto de alto valor agregado.
Com relação às indústrias que processarão esses subprodutos, o que temos visto na Europa e Ásia, e pode ser visualizado através de simples pesquisa na internet, é o aumento do número de empresas investindo nesses processos, como já foi citado para o colágeno e gelatina, e reforçado por pesquisadores internacionais convidados no I Simpósio Internacional de Moléculas Bioativas e Bioprocessos de Organismos Aquáticos – I SIMBOA, recentemente (07 a 10 de Abril de 2015) realizado em Natal-RN. Ao longo dos anos temos acompanhado de perto o surgimento desse mercado e enxergamos isto como uma tendência mundial.
 
O Brasil, com toda certeza, é um promissor campo não só para o investimento do capital estrangeiro, mas também para as indústrias nacionais novas ou já existentes, de olho nesse mercado cada vez mais aquecido. É bem verdade que os processos para algumas biomoléculas ainda estão em desenvolvimento, mas havendo uma efetiva aproximação entre a academia, órgãos de fomento e a iniciativa privada, será possível compor um ambiente favorável para acelerar esse desenvolvimento e, em médio prazo, transformar o Brasil num pólo de referência na produção destas biomoléculas a partir de co-produtos da indústria pesqueira, assim como está acontecendo em outras regiões do globo. Desta forma, além de contribuir com o desenvolvimento industrial no País, esta parceria ajudaria a consolidar a sustentabilidade econômica e ambiental do setor aquícola e pesqueiro em toda sua cadeia produtiva.