Avaliação do potencial nutricional, antioxidante e antibacteriano de cogumelos comestíveis

Abstract

Resumo: O consumo de cogumelos pela população mundial ocorre há milhares de anos, entretanto, atualmente, ainda não representa uma parcela significativa na dieta humana. Muitas espécies de cogumelos comestíveis são desconhecidas ou apresentam lacunas nas informações referentes ao seu potencial nutricional e nutracêutico. Os cogumelos são nutricionalmente equilibrados e possuem compostos biologicamente ativos que podem apresentar efeitos benéficos à saúde, como potencial antioxidante, antibacteriano, anti-inflamatório, antimutagênico, anticâncer, neuroprotetivo, hepatoprotetivo entre outros. As ?-glucanas, polissacarídeos que constituem a fração solúvel das fibras alimentares dos cogumelos, são conhecidas por apresentarem atividade biológica. Além delas, os compostos provenientes do metabolismo secundário desses fungos, como os compostos fenólicos, também apresentam bioatividade (Capítulo 1). Devido a existência de lacunas no estudo do potencial nutricional e presença de compostos bioativos, em algumas espécies de cogumelos comestíveis, esta pesquisa teve por objetivo avaliar a composição físico-química e nutricional de sete espécies de cogumelos comestíveis comercializados no Brasil, otimizar a extração dos compostos fenólicos totais e estimar as atividades antioxidante e antibacteriana dos extratos fenólicos. Os cogumelos analisados foram: Agaricus bisporus (Champignon e Portobelo), A. brasiliensis, Flammulina velutipes, Lentinula edodes, Pleurotus djamor, P. eryngii, P. ostreatus ("Ostra" branca e "Ostra" preta). No Capítulo 2 as amostras foram analisadas quanto a sua composição centesimal, mineral, aminoacídica e fração das fibras solúveis (? e ?-glucanas). Os resultados obtidos foram comparados com os padrões de ingestão dietética recomendada (RDA) e tratados utilizando a Análise de Componente Principal. Todos os cogumelos avaliados podem ser considerados como fonte potencial e alternativa de fibra alimentar (24,4 a 46,62%) e proteína (16,47 a 36,96%), contendo todos os aminoácidos essenciais à dieta humana, além de apresentar conteúdo de ?-glucanas variando 1,58 a 16,91 mg/g de matéria seca (MS) e baixos teores de lipídeos (1,40 a 2,08%) e sódio (<66 mg/100 g MS). No Capítulo 3, realizou-se a otimização e modelagem da extração dos compostos fenólicos totais (CFT) de cada cogumelo. Os CFT variaram de 4,91 a 13,16 mg ácido gálico equivalente (GAE)/g MS. A partir do extrato fenólico otimizado, foram determinados os flavonoides totais (0,24 a 2,05 mg catequina equivalente (CE)/g MS), a atividade antioxidante pelos ensaios de ABTS (28,85 a 128,60 ?mol trolox equivalente (TE)/g), DPPH (8,67 a 50,64 ?mol TE/g) e FRAP (8,09 a 48,26 ?mol TE/g), a determinação de compostos fenólicos por CLUE e a avaliação da atividade antibacteriana. Foram identificados 17 compostos nos extratos: os ácidos gálico, p-hidroxibenzoico, protocatecuico, gentísico, siríngico, vanílico, p-cumárico, ferúlico, clorogênico, cafeico, e trans-ciâmico; os flavonoides quercetina e campferol; e também os compostos catecol, vanilina e ácidos fumárico e benzoico. A atividade antimicrobiana foi testada usando as bactérias Staphilococcus aureus, Bacillus cereus, Escherichia coli e Salmonella enteretidis, pelo método de microdiluição. Todos os extratos fenólicos de cogumelos foram efetivos na inibição do crescimento das bactérias Gram-positivas (MIC ? 200 mg/mL), enquanto que para as bactérias Gram-negativas 66,7% dos extratos apresentaram atividade nas concentrações testadas. No Capítulo 4, realizou-se um estudo complementar para verificar a influência exercida pelo meio de cultivo [Quercus acutíssima (QA) e substrato axênico (SA)] sobre a composição físico-química do L. edodes. Os cogumelos produzidos em SA apresentaram aproximadamente 26% a mais de lipídeos se comparado ao cogumelo produzido em QA, 19% a mais de proteína, 5,3% a mais de carboidratos totais e 3,3% a mais de fibras solúveis. Em contrapartida, os L. edodes produzidos em QA apresentaram maior conteúdo de fibra alimentar (17% a mais) e ?-glucanas (24% a mais). Palavras-chave: bioatividade, cromatografia líquida de ultra-eficiência, compostos fenólicos totais, perfil de aminoácidos, ?-glucanas.

Abstract: The mushrooms's consumption by the world population occurs for thousands of years, however, currently, it does not yet represent a significant part of the human diet. Many species of edible mushrooms are unknown or lack information on their nutritional and nutraceutical potential. The mushrooms are nutritionally balanced and have biologically active compounds which can have beneficial effects on health as antioxidant potential, antibacterial, antiinflammatory, antimutagenic, anticancer, neuroprotective, hepatoprotective among other potentials. The ?-glucans, are polysaccharides of the soluble fiber fraction of mushrooms and They are known to have biological activity. Besides them, compounds from the secondary metabolism of these fungi, such as phenolic compounds, also present bioactivity (Chapter 1). Due to the existence of gaps in the study of the nutritional potential and the presence of bioactive compounds in some edible mushroom species, this study aimed to evaluate the physicochemical and nutritional composition of seven species of edible mushrooms marketed in Brazil, to optimize the extraction of total phenolic compounds and to estimate the antioxidant and antibacterial activities of phenolic extracts. The mushrooms analyzed were: Agaricus bisporus (Champignon and Portobelo), A. brasiliensis, Flammulina velutipes, Lentinula edodes, Pleurotus djamor, P. eryngii, Pleurotus ostreatus (white and black "Oyster"). In the Chapter 2 the samples were analyzed for their centesimal composition, mineral, amino acid composition and fraction of soluble fibers (? and ?-glucans). The results obtained were compared with the recommended dietary intake (RDA) standards and treated using Principal Component Analysis. All the evaluated mushrooms can be considered as a potential and alternative source of dietary fiber (24.4 to 46.62%) and protein (16.47 to 36.96%), containing all the essential amino acids in the human diet, besides presenting content of ?-glucans ranging from 1.58 to 16.91 mg/g dry matter (DM) and low lipid (1.40 to 2.08%) and sodium contents (<66 mg/100 g MS). In the Chapter 3, the optimization and modeling of the total phenolic compounds extraction (TPC) of each mushroom was performed. The TPC ranged from 4.91 to 13.16 mg gallic acid equivalent (GAE)/g DM. From the optimized phenolic extract, were determined the total flavonoids (from 0.24 to 2.05 mg CE/g DM), the antioxidant activity by the ABTS assays (28.85 to 128.60 ?mol TE/g), DPPH (8.67 to 50.64 ?mol TE/g) and FRAP (8.09 to 48.26 ?mol TE/g). Determination of phenolic compounds by UPLC and the evaluation of antibacterial activity also were performed. Seventeen compounds were identified in phenolic extracts: gallic, p-hydroxybenzoic, protocatechuic, gentisic, syringic, vanillic, p-coumaric, ferulic, chlorogenic, caffeic and trans-cinnamic acids; the flavonoids quercetin and kaemperol; and also the compounds catechol, vanillin, fumaric acid and benzoic acid. The antimicrobial activity was tested using the bacteria Bacillus cereus, Staphilococcus aureus, Escherichia coli and Salmonella entereretidis, by microdilution method. All phenolic extracts of mushrooms were effective in inhibiting the growth of Grampositive bacteria (MIC ? 200 mg/mL), while for Gram-negative bacteria 66.7% of the extracts presented activity at the concentrations tested. In the Chapter 4, a complementary study was carried out to verify the influence exerted by the culture medium (Quercus acutíssima (QA) and axenic substrate (SA)) on the physicochemical composition of the L. edodes. The mushrooms produced in SA presented approximately 26% more lipids compared to the mushroom produced in QA, 19% more protein, 5.3% more total carbohydrates and 3.3% more soluble fiber. On the other hand, the L. edodes produced in QA presented higher dietary fibre content (17% more) and ?-glucans (24% more). Keywords: bioactivity; ultra-high performance liquid chromatography; total phenolic compounds; amino acid profile, ?-glucans.