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.

Wild mushrooms and their mycelia as sources of bioactive compounds: antioxidant, anti-inflammatory and cytotoxic properties

Mushrooms are an important source of natural compounds with acknowledged bioactivity. Pleurotus eryngii (DC.) Quél., in particular, is widely recognized for its organoleptic quality and favorable health effects, being commercially produced in great extent. On the other hand, Suillus bellinii (Inzenga) Watling is an ectomycorrhizal symbiont, whose main properties were only reported in a scarce number of publications. Some current trends point toward using the mycelia and the culture media as potential sources of bioactive compounds, in addition to the fruiting bodies. Accordingly, P. eryngii and S. bellinii were studied for their composition in phenolic acids and sterols, antioxidant capacity (scavenging DPPH radicals, reducing power, β-carotene bleaching inhibition and TBARS formation inhibition), anti-inflammatory effect (by down-regulating LPS-stimulated NO in RAW264.7 cells) and anti-proliferative activity (using MCF-7, NCI-H460, HeLa, HepG2 and PLP2 cell lines). Overall, S. bellinii mycelia showed higher contents of ergosterol and phenolic compounds (which were also detected in higher quantity in its fruiting body) and stronger antioxidant activity than P. eryngii. On the other hand, P. eryngii mycelia showed anti-inflammatory (absent in S. bellinii mycelia) and a cytotoxicity similar (sometimes superior) to its fruiting bodies, in opposition to S. bellinii, whose mycelia presented a decreased anti-proliferative activity. Furthermore, the assayed species showed differences in the growth rate and yielded biomass of their mycelia, which should also be considered in further applications.

Crocin and β-Carotene bleaching assays as analytical tools in the optimization of the extraction of hydrophilic and lipophilic antioxidants from tomato

Tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) is the second most important vegetable crop worldwide and a rich source of hydrophilic (H) and lipophilic (L) antioxidants. The H fraction is constituted mainly by ascorbic acid and soluble phenolic compounds, while the L fraction contains carotenoids (mostly lycopene), tocopherols, sterols and lipophilic phenolics [1,2]. To obtain these antioxidants it is necessary to follow appropriate extraction methods and processing conditions. In this regard, this study aimed at determining the optimal extraction conditions for H and L antioxidants from a tomato surplus. A 5-level full factorial design with 4 factors (extraction time (I, 0-20 min), temperature (T, 60-180 •c), ethanol percentage (Et, 0-100%) and solid/liquid ratio (S/L, 5-45 g!L)) was implemented and the response surface methodology used for analysis. Extractions were carried out in a Biotage Initiator Microwave apparatus. The concentration-time response methods of crocin and P-carotene bleaching were applied (using 96-well microplates), since they are suitable in vitro assays to evaluate the antioxidant activity of H and L matrices, respectively [3]. Measurements were carried out at intervals of 3, 5 and 10 min (initiation, propagation and asymptotic phases), during a time frame of 200 min. The parameters Pm (maximum protected substrate) and V m (amount of protected substrate per g of extract) and the so called IC50 were used to quantify the response. The optimum extraction conditions were as follows: r~2.25 min, 7'=149.2 •c, Et=99.1 %and SIL=l5.0 giL for H antioxidants; and t=l5.4 min, 7'=60.0 •c, Et=33.0% and S/L~l5.0 g/L for L antioxidants. The proposed model was validated based on the high values of the adjusted coefficient of determination (R2.wi>0.91) and on the non-siguificant differences between predicted and experimental values. It was also found that the antioxidant capacity of the H fraction was much higher than the L one.

Optimization of ultrasound-assisted extraction to obtain mycosterols from Agaricus bisporus L. by response surface methodology and comparison with conventional Soxhlet extraction

Ergosterol, a molecule with high commercial value, is the most abundant mycosterol in Agaricus bisporus L. To replace common conventional extraction techniques (e.g. Soxhlet), the present study reports the optimal ultrasound-assisted extraction conditions for ergosterol. After preliminary tests, the results showed that solvents, time and ultrasound power altered the extraction efficiency. Using response surface methodology, models were developed to investigate the favourable experimental conditions that maximize the extraction efficiency. All statistical criteria demonstrated the validity of the proposed models. Overall, ultrasound-assisted extraction with ethanol at 375 W during 15 min proved to be as efficient as the Soxhlet extraction, yielding 671.5 ± 0.5mg ergosterol/100 g dw. However, with n-hexane extracts with higher purity (mg ergosterol/g extract) were obtained. Finally, it was proposed for the removal of the saponification step, which simplifies the extraction process and makes it more feasible for its industrial transference.

Biotechnological, nutritional and therapeutic uses of Pleurotus spp. (Oyster mushroom) related with its chemical composition: A review on the past decade findings

The particular characteristics of growth and development of mushrooms in nature result in the accumulation of a variety of secondary metabolites, several of them with biological activities. The genus Pleurotus is a cosmopolitan group of mushrooms with high nutritional value and therapeutic properties, besides a wide array of biotechnological and environmental applications. Scope and approach: The present report aims to provide a critical review on aspects related to chemical compounds isolated from the genus Pleurotus with possible biotechnological, nutritional and therapeutic uses. Investigations on the genus have immensely accelerated during the last ten years, so that only reports published after 2005 have been considered. Key findings and conclusions: The most important Pleurotus species cultivated in large scale are P. ostreatus and P. pulmonarius. However, more than 200 species have already been investigated to various degrees. Both basidiomata and mycelia of Pleurotus are a great renewable and easily accessible source of functional foods/nutraceuticals and pharmaceuticals with antioxidant, antimicrobial, anti-inflammatory, antitumor and immunomodulatory effects. A series of compounds have already been precisely defined including several polysaccharides, phenolics, terpenes and sterols. However, intensification of structure determination is highly desirable and demands considerable efforts. Further studies including clinical trials need to be carried out to ascertain the safety of these compounds as adequate alternatives to conventional drugs. Not less important is to extend the search for novel bioactives to less explored Pleurotus species.