Obtenção de extratos de agaricus bisporus com ergosterol para incorporação em iogurtes e procedimentos de microencapsulação

Além de ser o cogumelo mais consumido no mundo, Agaricus bisporus é um dos cogumelos mais ricos em ergosterol, representando esta molécula quase 90% da sua fração de esteróis. Vários estudos têm atribuído ao ergosterol diferentes bioatividades, incluindo efeitos hipocolesterolémicos semelhantes aos exibidos pelos fitoesteróis. Isto torna o ergosterol uma molécula interessante para ser estudada como composto nutracêutico. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de utilização dos extratos de A. bisporus ricos em ergosterol na produção de bebidas lácteas funcionais. Para o efeito, foram realizados testes de incorporação do extrato e do ergosterol puro em iogurtes que se compararam com bebidas lácteas funcionais comerciais (aditivadas com fitoesteróis). As amostras de A. bisporus foram submetidas a uma extração assistida por ultrassons e os extratos obtidos (IEXT), bem como a molécula de ergosterol em diferentes concentrações (IERG1 e IERG2), foram incorporados em iogurtes, e comparadas com amostras controlo (amostras de iogurte sem aditivos) (ICN) e iogurtes comerciais contendo fitoesteróis (ICP). Todas as amostras foram analisadas imediatamente após a incorporação (T0), e após sete dias de armazenagem a 4°C (T1), em relação aos parâmetros nutricionais, atividade antioxidante e propriedades citotóxicas em linhas celulares tumorais humanas e numa cultura primária de células de fígado de porco (não tumoral) para avaliação da toxicidade. O teor de ergosterol incorporado na forma pura, ou presente nos extratos, foi monitorizado por HPLC-UV. Adicionalmente, foi realizado um estudo de microencapsulação utilizando a técnica de coacervação, tendo o quitosano e o isolado proteico de soro como materiais encapsulantes. Num ensaio preliminar determinou-se o pH conducente a um maior rendimento de encapsulação e, seguidamente, verificou-se a influência da razão proteína:quitosano (P/Q) e da temperatura utilizada, no rendimento de encapsulação (Y1), na eficiência de encapsulação (Y2) e na carga (teor de ergosterol nas microesferas) (Y3). Posteriormente, o estudo foi realizado baseando-se nas melhores condições para encapsular ergosterol, sendo também avaliadas as respostas Y1, Y2 e Y3. Além de ser o cogumelo mais consumido no mundo, Agaricus bisporus é um dos cogumelos mais ricos em ergosterol, representando esta molécula quase 90% da sua fração de esteróis. Vários estudos têm atribuído ao ergosterol diferentes bioatividades, incluindo efeitos hipocolesterolémicos semelhantes aos exibidos pelos fitoesteróis. Isto torna o ergosterol uma molécula interessante para ser estudada como composto nutracêutico. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de utilização dos extratos de A. bisporus ricos em ergosterol na produção de bebidas lácteas funcionais. Para o efeito, foram realizados testes de incorporação do extrato e do ergosterol puro em iogurtes que se compararam com bebidas lácteas funcionais comerciais (aditivadas com fitoesteróis). As amostras de A. bisporus foram submetidas a uma extração assistida por ultrassons e os extratos obtidos (IEXT), bem como a molécula de ergosterol em diferentes concentrações (IERG1 e IERG2), foram incorporados em iogurtes, e comparadas com amostras controlo (amostras de iogurte sem aditivos) (ICN) e iogurtes comerciais contendo fitoesteróis (ICP). Todas as amostras foram analisadas imediatamente após a incorporação (T0), e após sete dias de armazenagem a 4°C (T1), em relação aos parâmetros nutricionais, atividade antioxidante e propriedades citotóxicas em linhas celulares tumorais humanas e numa cultura primária de células de fígado de porco (não tumoral) para avaliação da toxicidade. O teor de ergosterol incorporado na forma pura, ou presente nos extratos, foi monitorizado por HPLC-UV. Adicionalmente, foi realizado um estudo de microencapsulação utilizando a técnica de coacervação, tendo o quitosano e o isolado proteico de soro como materiais encapsulantes. Num ensaio preliminar determinou-se o pH conducente a um maior rendimento de encapsulação e, seguidamente, verificou-se a influência da razão proteína:quitosano (P/Q) e da temperatura utilizada, no rendimento de encapsulação (Y1), na eficiência de encapsulação (Y2) e na carga (teor de ergosterol nas microesferas) (Y3). Posteriormente, o estudo foi realizado baseando-se nas melhores condições para encapsular ergosterol, sendo também avaliadas as respostas Y1, Y2 e Y3. As bebidas funcionalizadas com o extrato (IEXT) e com ergosterol na mesma concentração existente no extrato (IERG1) revelaram uma atividade antioxidante similar às bebidas comerciais com fitoesteróis. No entanto, as bebidas com ergosterol na mesma concentração do extrato de A. bisporus e de fitoesteróis (IERG2) revelaram uma atividade antioxidante superior. Além disso, apenas IEXT, IERG1 e IERG2 apresentaram um aumento na atividade antioxidante de T0 para T1, com destaque para a atividade exibida por IERG2, significando que o ergosterol e os extratos foram capazes de proteger a bebida láctea da oxidação, aumentando a vida de prateleira do produto. IERG2 foi a amostra que revelou a maior citotoxicidade para as linhas celulares tumorais, enquanto as bebidas com fitoesteróis mostraram a menor atividade, sem diferenças significativas entre T0 e T1. Os estudos de microencapsulação revelaram ainda que a técnica de coacervação permite obter cápsulas de distintos tamanhos e que as condições ótimas do processo ocorrem a pH 5,5, com temperatura de 55ºC e razão P/Q de 0,5, com um menor rendimento de encapsulação, mas com uma maior carga em ergosterol. Este trabalho contribuiu para o estudo do potencial da utilização de extratos de A. bisporus com ergosterol no desenvolvimento de novas bebidas funcionais. Constituiu um primeiro passo que necessita de estudos subsequentes relacionados com a avaliação da viabilidade da sua utilização ao nível industrial e demonstração clara da sua bioatividade in vivo.

Utilization of free and microencapsulated Rosmarinus oficinalis L. extracts as bioactives ingredientes for new functional foods developmen

Currently, many consumers search for food with functional characteristics beyond their nutritional properties. Thus, the concept of functional food becomes a hot topic, allowing the obtaining of health benefits, including disease prevention. In this context, plants are recognized as sources of a wide range of bioactives, mainly phenolic compounds. In particular, the Rosmarinus officina/is L., commonly referred as rosemary, has several phenolic compounds with different bioactive properties such as antioxidant, antiinflammatory and antimicrobial activities, among others [!]. Hence, this plant has great potential for incorporation into foods in order to confer bioactivity to the final products. However, it should be highlighted that the bioactive compounds if exposed to adverse environments, for example: light, moisture, extreme pH, storage, food processing conditions, can be degraded leading to the consequent loss of bioactivity [2]. The microencapsulation is an alternative to overcome this problematic of bioactive compounds, as also to ensure controlled release, or target deliver to a specific site [3]. In this work, lyophilized rosemary aqueous extract prepared by in:'usion was used as a functional ingredient for cottage cheeses, after proving that it possesses, both higher content in phenolic compounds and higher antioxidant activity, comparatively with the corresponding hydroethanolic extract. The rosemary aqueous extract revealed, for example, a DPPH scavenging activity with an EC50 value of 73.44±0.54j!g/mL and presented as main phenolic compound the caffeic acid dimer, commonly named as rosmarinic acid. For the functionalized cottage cheeses, a decrease of bioactivity was observed after seven days under storage in fridge, when the extracts were incorporated in its free form. Therefore, to preserve the antioxidant activity, the rosemary aqueous extract was efficiently microencapsulated by using an atomization/coagulation technique and alginate as the matrix material and thereafter incorporated into the cottage cheeses. The final microspheres showed a size, estimated by OM using a magnification of I OOx, ranging between 51.1 and 122.6 J!m and an encapsulation efficiency, estimated through an indirect method, approaching 100%. Overall, the introduction of both free and microencapsulated extracts did not change the nutritional value of cottage cheeses, providing bioactivity that was more preserved with microencapsulated extracts putting in evidence the importance of using microencapsulation to develop effective functional foods.

Micoencapsulation of bioactive plant extracts: a tool to functionalize cottage cheeses

Foeniculum vulgare Mill. (fennel) and Matricaria recutita L. (chamomile) are two examples of plants with reported antioxidant and antimicrobial properties, which can be related with their composition in phenolic compounds [1,2]. Furthermore, according to previous results of our research group, the direct incorporation of the aqueous extracts showed capacity to maintain the nutritional properties of the cottage cheeses, up to 7 days of storage, while improving the antioxidant potential. However, after 14 days, a decrease in the antioxidant properties was observed [1,2], which can be related with factors such as light, moisture, temperature and pH, that can cause bioactive compounds degradation. Therefore, the aim of the present study was to prepare microcapsules with the aqueous extracts of fennel and chamomile for incorporation in cottage cheese samples, in order to protect the bioactive molecules present in the extracts, such as phenolic compounds, and prevent the decrease of the antioxidant activity observed after the 14 days period. The microspheres were prepared using an atomization/coagulation technique. Sodium alginate was used as the matrix material to produce the microspheres that were characterized through optical microscopy (OM), during and after atomization, for inspecting morphology. The encapsulation efficiency (EE) was determined by HPLC-DAD by an indirect method by analysing the coagulation solution. FTIR was also used to attest the presence of the extract inside of the alginate matrix. These microencapsulated extracts were incorporated in cottage cheese samples that were further characterized in terms of nutritional properties and antioxidant potential right after incorporation, and after 7 and 14 days of storage at 4•c. The EE was estimated as -100% and the FTIR analysis confirmed the presence of the extracts inside the microspheres. The results showed that the incorporation of the microencapsulated extracts did not cause changes in the nutritional value of cottage cheeses (through a comparison with control samples without extracts). The predominant fatty acids were palmitic (C16:0) and oleic (CI8:0) acids. The order of abundance of fatty acids was as follows: saturated fatty acids (SF A)> monounsaturatcd fatty acids (MUF A)> polyunsaturated fatty acids (PUF A). Regarding free sugars, lactose was the only sugar identified and quantified in all samples. Regarding the antioxidant activity, the samples functionalized with the microencapsulated extracts showed a higher preservation of this property even after the 7th day of storage. Overall, the incorporation of the protected plant extracts in dairy foods can be a strategy to provide health benefits to consumers.