Otimização da extração de ergosterol assistida por microondas a partir de Agaricus bisporus L., aplicando a técnica estatística de superfície e resposta combinada com a técnica de HPLC-UV

O aumento de consumo de cogumelos tem-se verificado em todo o mundo, não só pelo seu valor nutricional, sabor apurado e textura, mas também pelas suas propriedades medicinais. Existem vários estudos científicos que descrevem os benefícios do consumo de cogumelos, que advêm da sua riqueza em compostos bioativos, tais como micosteróis, em particular, ergosterol. Agaricus bisporus L. é o cogumelo mais consumido em todo o mundo, sendo a sua fração de esteróis constituída essencialmente por ergosterol (90%) [1], tornando a sua extração um tópico de elevado interesse já que esta molécula apresenta elevado valor comercial e inúmeras aplicações nas indústrias alimentar, farmacêutica e cosmética. Segundo a literatura, o teor de ergosterol pode variar entre 3 e 9 mg por g de cogumelo seco. Atualmente, os métodos tradicionais tais como a maceração e a extração em Soxhlet estão a ser substituídos por metodologias emergentes, nomeadamente a extração assistida por microondas, visando diminuir a quantidade de solvente utilizado e o tempo de extração e, naturalmente, aumentar o rendimento da mesma. No presente trabalho, utilizou-se A. bisporus como fonte de ergosterol, tendo-se otimizado as seguintes variáveis relevantes para a sua extração pela tecnologia de microondas (MAE): tempo (0-20 min), temperatura (60-210 ºC) e razão sólido-líquido (1-20 g/L). O solvente utilizado foi o etanol tendo-se aplicado a técnica estatística de superfície de resposta por forma a gerar modelos matemáticos que permitissem maximizar a resposta e otimizar as variáveis que afetam a extração de ergosterol. O conteúdo em ergosterol foi monitorizado por HPLC-UV. Os resultados demonstraram que a técnica MAE é promissora para a extração de ergosterol, tendo-se obtido, para as condições ótimas (20,4 min, 121,5ºC e 1,6 g/L), 569,4 mg ergosterol/100 g de massa seca, valor similar ao obtido com extração convencional por Soxhlet (671,5±0,5 mg/100 g de massa seca). Em síntese, a extração assistida por microondas demonstrou ser uma tecnologia eficiente para maximizar o rendimento de extração em ergosterol.

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.

Ethanolic extracts from three commercial edibe mushrooms: determination of ergosterol contente and evaluation of bioactives properties

Mushrooms are rich in several bioactive metabolites among them are phenolic compounds, terpenoids, polysaccharides, lectins, and steroids including mycosterols, namely ergosterol [1]. Ethanolic extracts prepared by maceration of several mushroom species have been recently described as having antiinflammatory properties [2]. In the present work, ethanolic extracts of Agaricus bisporus L., Lentinus edodes (Berk.) Pegler and Pleurotus ostreatus (Jacq. ex Fr.) P.Kumm., purchased from a local supermarket in the Northeast of Portugal, were obtained by Soxhlet and chemically characterized in terms of ergosterol content by HPLC-UV. The antioxidant properties of these extracts were evaluated through DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) radical scavenging activity (RSA), reducing power (RP), p. carotene bleaching inhibition (CBI) and lipid peroxidation inhibition in TBARS (thiobarbituric acid reactive substances) assay (LPI); the antioxidant activity of ergosterol was also evaluated by the DPPH assay. The anti-inflammatory activity of the same extracts and ergosterol was evaluated in LPS (lipopolysaccharide) stimulated RAW 264.7 macrophages, through the inhibition of NO production. A. bisporus revealed the highest content in ergosterol (44.8 ± 0.4 mg/ g extract) followed by P. ostreatus (34 ± 3 mg/ g extract) and finally L. edodes (8.9 ± 0.1 mg/ g extract). A. bisporus showed the highest RSA, RP and CBI (EC50 values= 7.0 ± 0.8, 2.3 ± 0.1 and 1.4 ± 0.1 mg/mL, respectively), while L. edodes presented the highest LPI (2.5 ± 0.1 mg/mL ); ergosterol revealed higher RSA (0.46±0. 0 I mg/mL) than the extracts. Concerning the anti-inflammatory potential, the most efficient species was L. edodes (lC50 value = 164 ± 16 J.lg/mL), followed by A. bisporus (185 ± 16 J.lg/mL) and finally P. ostreatus (290 ± 10 J.lg/mL). However, ergosterol presented lower activity (338 ± 23 J.lg/mL) due to its low solubility in the culture medium. The higher antioxidant properties displayed by A. bisporus can be related with its higher ergosterol content, while in the anti-inflammatory activity this relation cannot be established also due to the low solubility of ergosterol in the cells culture medium, decreasing the ergosterol availability. More studies are being conducted regarding the ergosterol solubility. Several compounds have been implicated in the bioactivity of mushrooms and in this study we have found that ergosterol can give an important contribution.

Phenolic compounds in Coleostephus myconis (L.) Rchb.f.: characterization by HPLC-DAD-ESI/MS and phenology effects

The Asteraceae family is spread worldwide. In Portugal, there are more than 300 species, standing out as one of the botanical families with largest representation in the Portuguese flora. Coleostephus myconis (L.) Rchb.f. is a scarcely studied Asteraceae species, characterized as having ruderal growth and persistence in abandoned soils (an expanding problem due to the desertification phenomena in rural areas). In this work, the flowers of C. myconis were collected in three different flowering stages (i: flower bud; ii: flower in anthesis; iii: senescent flower) from the Northwestern area of the Portuguese territory. Powdered samples (1 g) were extracted twice with ethanol:water 50:50 (v/v). After removing solvents, the combined extracts were re-dissolved, filtered through 0.22-μm disposable LC filter disks and analyzed by high performance liquid chromatography coupled to a diode array detector and electrospray ionization-mass spectrometry (HPLC-DAD/ESI-MS). The phenolic compounds were characterized according to their UV and mass spectra, and retention times. For the quantitative analysis, calibration curves of standard compounds were used. According to the UV spectra (λmax = 314-330 nm) and pseudomolecular ions ([M-H]-) at m/z 353 and 515, all producing an m/z 191 ion, four compounds derived from quinic acid were detected: 3-O-caffeoylquinic acid (Figure 1A), 5-O-caffeoylquinic acid (Figure 1B), 3,5-O-dicaffeoylquinic acid (Figure 1C) and 4,5-O-dicaffeoylquinic acid (Figure 1D), as also supported by the literature [1,2]. A fifth phenolic acid was identified as protocatechuic acid. The detected flavonoid were quercetin-O-glucuronide, quercetin-3-Oglucoside, myricetin-O-methyl-hexoside and a second glycosylated myricetin (not possible to identify completely). Some statistically significant changes were detected among the different assayed flowering stages; nevertheless, 3,5-O-dicaffeoylquinic acid was the major compound, independently of the phenologic stage. According to the previous results, C. myconis might be considered as a potential natural source of these valuable bioactive compounds, especially considering the high botanical representativeness of this plant and its inexpensiveness.