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.

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.

Postharvest changes in profiles of sugars, organic acids and tocopherols in leafy vegetables monitored by chromatographic techniques

After harvest, plants remain living organisms with the capacity to carry out metabolic processes. Thus, from the moment they are detached from the source of nutrients, they become entirely dependent on their own organic reserves [1]. Postharvest changes cannot be stopped, but they can be slowed within certain limits. Therefore, this study was conducted to evaluate the effects induced by storage in the profiles of sugars, organic acids and tocopherols of two leafy vegetables. Wild samples of watercress (Nasturtium officinale R. Br.) and buckler sorrel (Rumex induratus Boiss. & Reut.), from the Northeastern region of Portugal, were analyzed after harvest (control) and after storage in sterilized packages (using the passive modification mode) at 4ºC for 7 or 12 days, respectively. Analyses were performed by high-performance liquid chromatography (HPLC) using different detectors, i.e., a refraction index detector (RID) for free sugars, a photodiode array detector (PDA) for organic acids, and a fluorescence (FP) detector for tocopherols. The storage time decreased the levels of fructose, glucose and total sugars in both leafy vegetables and increased the total organic acids content. The decrease of these sugars can be related to its use by the plant to produce the required energy. Ascorbic acid was detected in buckler sorrel and decreased with storage; while the amount of malic acid increased in both species. Curiously, all the tocopherol isoforms increased in watercress, while buckler sorrel just present higher values of γ- and δ- tocopherols. In fact, the de novo synthesis of these bioactives compounds can be a plant strategy to fight against the reactive species that are produced during storage. The knowledge of the behavior of these compounds during storage that was achieved with this study [2] may contribute to the development of more effective preservation strategies for leafy vegetables.

Nova formulação de iogurtes com extratos aquosos de funcho e camomila na substituição de aditivos químicos

Existe por parte dos consumidores uma tendência crescente na escolha de alimentos designados por mais saudáveis em que a presença em aditivos sintéticos é reduzida ou até mesmo ausente. Para melhorar a aparência e/ou propriedades dos alimentos a indústria recorre ao uso de aditivos sintéticos [1], no entanto, alguns autores têm apresentado alguma relação entre o consumo excessivo de alguns desses aditivos com efeitos adversos para a saúde do consumidor [2]. Para contornar esta problemática e ir ao encontro das expectativas dos consumidores, têm sido considerados os extratos naturais obtidos a partir de plantas como excelentes ingredientes naturais para a indústria alimentar como alternativas aos aditivos sintéticos [3]. Este trabalho teve como objetivo comparar os efeitos de antioxidantes naturais (extratos aquosos de Foeniculum vulgare Mill., funcho, e Matricaria recutita L., camomila, obtidos por decocção) com um aditivo sintético (sorbato de potássio, E202) utilizado em iogurtes. Neste trabalho, as amostras de Foeniculum vulgare Mill. (funcho) e Matricaria recutita L. (camomila) foram submetidas a uma extração por decocção. A sua caracterização química foi feita por HPLC-DAD-ESI/MS. As propriedades antioxidantes foram avaliadas através de diferentes ensaios in vitro (efeito captador de radicais livres, poder redutor e inibição da peroxidação lipídica), tal como as propriedades antimicrobianas (contra bactérias e fungos). A incorporação dos extratos foi feita em iogurtes e desta forma, foram preparados quatro grupos de amostras: iogurtes controlo (sem adição de qualquer aditivo), iogurtes com decocção de funcho, iogurtes com decocção de camomila e iogurtes com E202. As amostras foram avaliadas quanto à cor, pH e ao seu valor nutricional e potencial antioxidante. O estudo foi feito no tempo zero e após sete e catorze dias de armazenamento a 4ºC. Tal como podemos observar na Figura 1, a incorporação dos aditivos quer naturais quer sintéticos, não provocou alteração no aspeto visual quando comparado com a amostra controlo sem aditivos (A). Os resultados demonstram ainda que a introdução dos aditivos não provocou alterações significativas no pH e no valor nutricional dos iogurtes quando comparados com o controlo (Tabela 1). No entanto, esta incorporação conferiu propriedades antioxidantes aos iogurtes principalmente, pela adição do extrato de camomila (Figura 2). Estes resultados permitem-nos concluir que os extratos aquosos de funcho e camomila ricos em compostos fenólicos [4,5] podem representar uma alternativa aos conservantes sintéticos melhorando desta forma as propriedades funcionais dos iogurtes sem, no entanto, provocar alterações no perfil nutricional dos mesmos.