Exopolysaccharide production and antioxidant activity by submerged co-culture of macromycetes and microalgae

Abstract

Resumo: Biomassa de fungos e algas e seus compostos derivados têm uma gama muito ampla de potenciais aplicações, desde alimentos para animais e aquicultura até alimentação humana e produtos de saúde. Alguns destes micro-organismos são considerados ricas fontes de antioxidantes naturais e seus polissacarídeos extracelulares têm atividade antitumoral e imunomoduladora. Microalgas e macromicetos podem servir como uma fonte contínua e confiável de produtos naturais, pois podem ser cultivados em biorreatores em grande escala. Além disso, a qualidade das células dos micro-organismos pode ser controlada, de modo que eles não contenham herbicidas e pesticidas ou outras substâncias tóxicas, usando nutrientes limpos para o crescimento. Agaricus blazei e Trametes versicolor são conhecidos produtores de polissacarídeos com muitas propriedades medicinais. Da mesma forma, Spirulina pla ensis e Chlorella vulgaris tem sido estudadas por suas propriedades biológicas há muito tempo. Há um crescente interesse em se encontrar alternativas antioxidantes para conservação de alimentos. Incluindo os produtos naturais, que têm o potencial de fornecer benefícios de saúde, como a redução de crescimento de tumores e redução dos níveis de colesterol sérico. Conservantes de alimentos antioxidantes, como o BHT, são comumente usados para minimizar a auto-oxidação de produtos alimentares a base de óleo. Algumas preocupações relativas à toxicidade hepática potencial do uso crônico destes compostos têm sido expressas. Metabolitos de micro-organismos têm vantagens potenciais sobre o BHT, pois são antioxidantes naturais sem nenhuma toxicidade conhecida além de terem os benefícios potenciais à saúde associados ao seu consumo. EPS são caracterizados como metabólitos secundários produzidos principalmente durante a fase estacionária de crescimento do microorganismo. A capacidade dos basidiomicetos e microalgas produzirem polissacarídeos extracelulares tem sido demonstrada desde o início da década de 1950. Em condições de estresse, os microrganismos produzem uma grande quantidade de EPS, sendo esta uma estratégia metabólica para o crescimento e desenvolvimento em condições desfavoráveis. Eles têm a finalidade de roteção contra tensões de habitats extremos e condições prejudiciais. Os objetivos deste estudo foram identificar novas fontes seguras de antioxidantes e exopolissacarídeos e investigar a relação entre a monocultura e cocultura em fermentação submersa pelos macromicetos, A. blazei e T. versicolor, e microalgas, S. platensis e C. vulgaris.

Abstract: Microalgal and fungal biomass and algae and fungi derived compounds have a very wide range of potential applications, from animal feed and aquaculture to human nutrition and health products. Some of these microorganisms are considered as rich sources of natural antioxidants and the polysaccharides from them have antitumor and immunomodulatory activity. Microalgae and macromycete may serve as a continuous and reliable source of natural products because they can be cultivated in bioreactors on a large scale. Furthermore, the qualities of the microorganism’s cells can be controlled, so that they contain no herbicides and pesticides, or any other toxic substances, by using clean nutrient media for growing. Agaricus blazei and Trametes versicolor are well known polysaccharides productors with many medicinal properties. In the same way, Spirulina platensis and Chlorella vulgaris have been studied for their biological properties since a long time. There is a growing interest in finding alternative antioxidant food preservatives. These include natural products that have the potential to provide health benefits such as the reduction of tumor growth and the lowering of serum cholesterol levels. Antioxidant food preservatives such as BHT are commonly used to minimize autoxidation of oil-based food products. Some concerns regarding potential liver toxicity from chronic use of these compounds have been expressed. Microorganisms’ metabolites have potential advantages over BHT in that they are natural antioxidants with no known toxicity and thus may also have potential health benefits associated with their consumption. EPS are characterized as secondary metabolites being produced predominantly during the stationary growth phase of the microorganism. The capacity of basidiomycetes and microalgae to produce extracellular polysaccharides has been related since the beginning of the 1950s. In stress conditions, the microorganisms produce a great amount of EPS, being in that way a metabolic strategy of them for growth and development in unfavorable conditions. They have the purpose of protection against tensions of extreme habitats and harmful conditions. The aims of this study were to identify new sources of exopolysaccarides and safe antioxidants and to investigate the relationship between the monoculture and the co-culture under submerged fermentation by basidiomycetes, A. blazei and T. versicolor, and microalgae, S. platensis and C. vulgaris.