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.

Besides being the most consumed mushroom in the world, Agaricus bisporus is one of the richest mushroom species in ergosterol, constituting this molecule almost 90% of its sterols fraction. Several studies have attributed different bioactivities to ergosterol, including cholesterol-lowering effects, similar to those exhibited by phytosterols, which makes this molecule interesting to be studied as a nutraceutical compound. This work aimed to evaluate the potential use of extracts of A. bisporus rich in ergosterol in the production of functional dairy drinks. For this purpose, it was performed tests of extract and pure ergosterol incorporation in yoghurts that were compared to commercial milk products (added with phytosterols). A. bisporus samples were subjected to ultrasound assisted extraction and the obtained extracts (IEXT), as well as pure ergosterol, at different concentrations (IERG1 and IERG2), were incorporated into yogurts, and further compared with control samples (yogurts with no additives) (ICN) and commercial yogurts with phytosterols (ICP). All samples were analyzed immediately after incorporation (T0) and after seven days of storage at 4°C (T1) in terms of nutritional parameters, antioxidant activity and cytotoxic properties against human tumor cell lines and a porcine liver primary culture (non-tumor) for toxicity evaluation. The incorporated ergosterol content, either as a pure molecule or included in extracts, was monitored by HPLC-UV. Microencapsulation studies were also carried out using the coacervation technique and chitosan and protein isolated from whey as the wall materials. In a preliminary test it was determined the pH leading to the higher encapsulation yield, followed by the study of the influence of the protein ratio: chitosan (P/Q) and the used temperature in the yield of encapsulation (Y1), encapsulation efficiency (Y2) and encapsulation load (ergosterol content in the microspheres) (Y3). Afterwards, the study was conducted based on the best conditions to encapsulate ergosterol, and Y1, Y2 and Y3 were also evaluated. The yogurts functionalized with the extract (IEXT), and the ergosterol at an equivalent concentration as the one present in the extract (IERG1), showed antioxidant activity similar to the one of commercial beverages with phytosterols. However, samples with ergosterol at the same concentration of the A. bisporus extract and of phytosterols Abstract xxii (IERG2) revealed the highest antioxidant activity. Moreover, only IEXT, IERG1 and IERG2 showed an increase in the antioxidant activity from T0 to T1, highlighting the activity displayed by IERG2, which means that ergosterol and the extracts were able to protect the yogurt from oxidation, increasing product shelf life. IERG2 was the sample showing the highest cytotoxicity to tumor cell lines, while yogurts with phytosterols showed lower activity without significant differences between T0 and T1. The study also revealed that microencapsulation by the coacervation technique allowed obtaining capsules with different sizes and that the process optimum conditions occur at pH 5.5, with 55°C temperature and at a ratio P/Q of 0.5, with a lower yield of encapsulation but with a higher load in ergosterol. This work contributed to evaluate the potential of using of A. bisporus extracts with ergosterol in the development of new functional beverages. It was a first step which needs subsequent studies the check the feasibility of its use at industrial level and to clear demonstrate their bioactivity in vivo.